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Die Erfindung bezieht sich auf einen dünnwandigen
Metallbehälter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Ein Behälter dieser Bauart ist in der US-A-4,512,172
beschrieben. Diese Schrift offenbart einen mehrfach eingehalsten
Behälter, der zunächst eine Reihe von sich über den Umfang
erstreckenden Stufen oder Rippen im eingehalsten Bereich des
Behälters aufweist. Diese Stufen werden durch Ausführung eines
nachfolgenden Drückformvorgangs am Behälter beseitigt.
Drückformen streckt das Metall und macht es in dem eingehalsten
Teil dünner, wodurch der Hals geschwächt wird. Zusätzlich
entstehen durch das Drückformen Kratzer und Rillen in dem
eingehalsten Bereich, die Symmetrie des Behälters wird
verwunden und unebene Ränder gebildet.
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US-A-4,519,232 offenbart einen mehrfach eingehalsten Behälter
mit einer Anzahl von sich über den Umfang erstreckenden Stufen
oder Rippen im eingehalsten Bereich des Behälters.
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Zweiteilige Büchsen stellen die üblichste Bauart von
metallischen Behältern für die Bier- und Getränkeindustrie dar und
werden auch verwendet für Aerosol- und
Nahrungsmittelpackungen. Sie werden gewöhnlich aus Aluminium oder zinnplatiertem
Stahl geformt. Die zweiteilige Büchse besteht aus einem ersten
zylindrischen Büchsenkörperteil mit einer integralen,
endseitigen Bodenwand und einem zweiten, getrennt geformten,
endseitigen Kopfwandteil, der, nachdem die Büchse gefüllt wurde, mit
einem Doppelfalz versehen wird, um das offene obere Ende des
Behälters zu schließen.
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Ein wichtiges, wettbewerbliches Ziel besteht in der soweit wie
möglichen Reduzierung des gesamten Dosengewichtes, wobei die
Festigkeit und Tauglichkeit der Dose den industriellen
Anforderungen
entsprechend aufrechterhalten wird. Für unter Druck
stehende Inhalte, wie z.B. Erfrischungsgetränke oder Bier, muß
die Endplatte aus einem Metalldickenmaß hergestellt werden,
das in der Größenordnung von mindestens der zweifachen Dicke
der Seitenwand ist. Demgemäß sollte, um das gesamte
Behältergewicht zu vermindern, die zweite Endplatte diametral so klein
wie möglich sein und doch die strukturelle Integrität des
Behälters, die Funktionalität des Endes, und auch die ästhetisch
gefällige Erscheinungsform der Dose aufrechterhalten.
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In den meisten Fällen haben Behälter, die für Bier und mit
Kohlensäure versetzte Getränke verwendet werden, einen
Außendurchmesser von 68.26 mm (2-11/16 inches) (bezogen auf einen
211-Behälter) und werden reduziert auf Durchmesser des offenen
Endes von (a) 65.09 mm (2-9/16 inches) (bezogen auf einen 209-
Hals) typischerweise in einem einzigen Einhalsvorgang für ein
209-Ende; oder, (b) 62.71 mm (2-7.5/16 inches) (bezogen auf
einen 207½-Hals) typischerweise in einem zweifachen
Einhalsvorgang für ein 207½-Ende; oder, (c) 60.34 mm (2-6/16 inches)
(bezogen auf einen 206-Hals) in einem dreifachen oder
vierfachen Arbeitsvorgang für ein 206-Ende. In Zukunft wird
erwartet, daß sogar Enden kleinen Durchmessers verwendet
werden, z.B. 57.16 mm (204), 53.98 mm (202), 50.8 mm (200)
oder kleiner. Ferner verwenden unterschiedliche Dosenabfüller
Dosen mit verschiedenartiger Halsgröße. Es ist daher für den
Dosenhersteller wichtig, seine Einhalsmaschinen und
Arbeitsvorgänge von einer Halsgröße auf eine andere schnell umstellen
zu können.
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Bis vor kurzem umfaßte das Verfahren zur Reduzierung des
Durchmessers des offenen Endes von zweiteiligen Behältern zur
Anpassung der zweiten Endplatten kleineren Durchmessers
typischerweise einen Einhalspreßvorgang, wobei das offenen Ende
aufeinanderfolgend durch eine, zwei, drei oder vier
Werkzeuggruppen geformt wird, um jeweils eine einfach, doppelt,
dreifach oder vierfach eingehalste Konstruktion zu erzeugen.
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Beispiele derartiger Vorschläge sind in den U.S. Patenten Nr.
3,687,098; 3,812,896; 3,983,729; 3,995,572; 4,070,888 und
4,519,232 beschrieben. Es ist hierbei anzumerken, daß für
jeden Einhalspreßvorgang eine sehr ausgeprägte, sich über den
Umfang erstreckende Stufe oder Rippe geformt wird.
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Diese abgestufte Rippenanordnung wurde von verschiedenen
Bier- und Getränkevertreibern wegen der Beschränkungen hinsichtlich
des zur Verfügung stehenden Raumes für Etiketten und der
Füllkapazität als wirtschaftlich unbefriedigend angesehen.
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In einer Bemühung, den Verlust an Volumen oder Füllkapazität,
der sich aus der abgestuften Rippenkonfiguration des Behälters
ergibt, zu beseitigen, wurden Anstrengungen auf die
Eliminierung einiger der Stufen oder Rippen bei einem Behälterhals
ausgerichtet. So beschreibt das U.S. Patent Nr. 4,403,493 ein
Einhalsverfahren für einen Behälter, wobei eine Verjüngung bei
einem ersten Einhalsvorgang geformt wird und dieser verjüngte
Teil wieder verformt und vergrößert wird, während der Winkel
der Verjüngung vergrößert wird. Ein Hals mit einer zweiten
Stufe oder Rippe wird dann zwischen dem Ende des verjüngten
Teils und dem reduzierten, zylindrischen Hals geformt.
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U.S. Patent Nr. 4,578,007 beschreibt ebenfalls ein Verfahren
zum Einhalsen eines Behälters in einem mehrfachen
Einhalsvorgang, um eine Mehrzahl von Rippen zu erzeugen. Der
eingehalste Teil wird dann wiederverformt mit einer äußeren
Formwalze, um mindestens einige der Rippen zu eliminieren und
einen stumpfkegeligen Teil mit einer im wesentlichen
gleichförmigen, nach innen gekrümmten Wand zu erzeugen, die den
eingehalsten Teil bildet.
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In letzter Zeit haben Bier- und Getränkehändler eine
Halskonstruktion mit einer verhältnismäßig gleichmäßigen Halsform
zwischen z.B. der 206 [60.34 mm (2-6/16 inches)] Öffnung und
der 211 [68.26 mm (2-11/16 inches)] Durchmesserdose bevorzugt.
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Diese Dosenkonstruktion mit glattem Hals wird mittels eines
Halsstreckverfahrens und einer Vorrichtung hergestellt, wie
sie z.B. im U.S. Patent Nr. 4,058,998 und 4,512,172
dargestellt sind.
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Aus verschiedenen Gründen glaubten die Dosenhersteller, daß
das Halsstrecken die einzige Methode zur Herstellung einer
glatten Halsform war. Die Anmelderin hat jedoch festgestellt,
daß die gegenwärtig zur Verfügung stehenden
Halsstreckvorrichtungen und deren Betrieb nicht vollständig zufriedengestellt
sind. Es wurde gefunden, daß kommerzielles Halsstrecken das
Metall des Halses streckt und dünner macht und infolgedessen
dazu neigt, den Hals zu schwächen. Aufgrund der Erfahrung der
Anmelderin erfordern die gegenwärtig bekannte
Streckformvorrichtung und das entsprechende Verfahren bei wirtschaftlichen
Produktionsgeschwindigkeiten oftmalige Wartung und Überwachung
und produzieren dennoch beträchtliche Kratzer und Rillen in
der Oberfläche des Halses, die in Abnehmerkreisen unerwünscht
sind. Darüber hinaus erfüllen die im Halsstreckverfahren
hergestellten Behälter nicht die Leistungsstandards, die von den
durch Preßhalsen hergestellten Behältern gleicher Größe
gesetzt sind. Beispielsweise stellten die Anmelder
Verwindungen in der Symmetrie von durch Streckhalsen hergestellten
Behältern, Quetschprobleme und unebene Ränder fest, die zu
unterschiedlichen Flanschweiten führten.
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Während gegenwärtig erhältliche Halsstreckausrüstungen und
Arbeitsverfahren verschiedene Nachteile haben, hat, soweit den
Anmeldern bekannt ist, niemand versucht, Dosen hoher Leistung
und mit glattem Hals durch Pressen des Halses herzustellen.
Offensichtlich glaubte die Industrie, daß das
Halspreßverfahren für die Herstellung einer vollständig glatten
Halskonstruktion in einem schnellen, wirtschaftlichen, effizienten
und zuverlässigen Verfahren nicht effektiv sein könnte.
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Erfindungsgemäß wird der Metallbehälter der oben genannten
Bauart durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten
Merkmale verbessert.
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Das Metall des eingehalsten Abschnitts und des zylindrischen
Halses ist in einer Mehrzahl von Einhalsformvorgängen um den
Berstwiderstand und die Festigkeit zu verbessern, wobei der
eingehalste Abschnitt ein erstes, ringförmiges, gekrümmtes
Segment an dem Ende der Seitenwand, ein einziges, glattes,
nach innen verjüngtes, ringförmiges Segment, das einheitlich
mit dem ersten, gekrümmten Segment ausgebildet ist und einen
vorbestimmten Winkel mit der Seitenwand bildet sowie ein
zweites, ringförmiges, gekrümmtes Segment, das mit dem nach innen
verjüngten, ringförmigen Segment und dem zylindrischen Hals
reduzierten Durchmessers integral ausgebildet ist, aufweist,
wobei das zweite Segment dicker ist als das erste Segment.
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Weitere Verbesserungen des vorgenannten Behälters sind in den
Unteransprüchen 2 bis 6 beschrieben.
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Das erste gekrümmte Segment mit einem ersten Bereich am Ende
der Seitenwand weist einen inneren Radius auf und ein zweiter
Bereich am Ende des verjüngten, ringförmigen Segmentes weist
einen äußeren Radius auf. Ferner kann der Behälter ein Etikett
an der Außenseite und teilweise auf dem eingehalsten Bereich
aufweisen und ist im wesentlichen frei von Kratzern oder
Spuren.
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Der Behälter hat einen glatt verjüngten, ringförmigen
Wandbereich zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem
zylindrischen Halsbereich reduzierten Durchmessers. Der
verjüngte ringförmige Wandbereich, der auf beiden Enden
gekrümmte Bereiche aufweist, kann als der eingehalste Bereich
oder als Verjüngung zwischen der zylindrischen Seitenwand und
dem Hals reduzierten Durchmessers gekennzeichnet werden.
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Das Metall des Halses, das den eingehalsten Bereich und den
Halsbereich reduzierten Durchmessers umfaßt, wird verdickt und
bietet der Dose daher einen größeren Berstwiderstand
unabhängig vom Profil und der größeren Füllkapazität.
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Der Behälter hat eine ästhetisch gefällige Erscheinung,
größere Festigkeit und Berstwiderstand und ist frei von
Kratzern und Rillen im Hals.
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Daher können in einer vielseitigen und einfach veränderbaren
Hochgeschwindigkeits-Halsstreckanlage und mit einem
Halsstreckverfahren zur Herstellung einer glatten Halskonstruktion
hoher Leistungsfähigkeit bei aus Metall bestehenden,
zweiteiligen und dünnwandigen Behältern mindestens 1.500 Behälter
pro Minute hergestellt werden.
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Die Erfindung kann für einen gepreßten Hals aufweisende
Behälter unterschiedlicher Größen angewandt werden. Zur
Erläuterung sei erwähnt, daß die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung mit Bezug auf das Einhalsen des in großem Umfang
verwendeten 68.26 mm (211)-Durchmesser aufweisenden,
zweiteiligen Behälters herunter auf einen 60.34 mm (206)-Durchmesser
aufweisenden Hals beschrieben wird. Eine Anzahl der
Halspreßfolgen wird durchgeführt, um schnell und effizient einen
glatten, verjüngten Hals an dem Ende der zylindrischen
Seitenwand des Behälters zu erzeugen. Bei der dargestellten
Ausführungsform werden sechs Einhalsarbeitsvorgänge verwendet,
um den "68.26" ("211") Behälter auf den "60.34 mm" ("206")
Hals in aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen einzuhalsen.
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Während des Betriebes, wenn die Dose nach dem anfänglichen
Arbeitsvorgang durch die Einrichtung bewegt wird, überlappt
jeder der auf das Pressen des Halses gerichteten
Arbeitsvorgänge teilweise nur einen Teil eines vorhergehend geformten
Abschnitts, um einen eingehalsten Abschnitt an dem Ende der
zylindrischen Seitenwand zu erzeugen, bis der eingehalste
Abschnitt sich über die gewünschte Länge erstreckt. Dieses
Verfahren ruft einen glatten, verjüngten, ringförmigen
Wandabschnitt zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem
zylindrischen Abschnitt des einen reduzierten Durchmesser
aufweisenden Halses hervor. Der verjüngte, ringförmige
Wandabschnitt, der gekrümmte Abschnitte an beiden Enden hat, kann
als der eingehalste Abschnitt oder als die Verjüngung zwischen
der zylindrischen Seitenwand und dem im Durchmesser
reduzierten Hals charakterisiert werden.
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Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird das Metall in dem
Hals, der den eingehalsten Abschnitt und den Halsabschnitt
reduzierten Durchmessers umfaßt, dicker und weist daher eine
größere Bruchfestigkeit der Dose unabhängig von dem Profil und
der größeren Füllkapazität auf.
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Das Verfahren beinhaltet das Formen eines zylindrischen
Halsabschnitts in der Nähe des zylindrischen offenen Endes
eines Behälters, so daß der zylindrische Hals in die
zylindrische Seitenwand mit einem im allgemeinen glatt verjüngten
Halsabschnitt übergeht. Der verjüngte Halsabschnitt zwischen
dem zylindrischen Halsabschnitt und der zylindrischen
Seitenwand des Behälters wird zunächst durch ein unteres, im
allgemeinen gekrümmtes Segment mit einer verhältnismäßig großen
inneren Krümmung an dem oberen Ende der zylindrischen
Seitenwand und einem oberen, im allgemeinen gekrümmten Segment mit
einer verhältnismäßig großen äußeren Krümmung an dem unteren
Ende des reduzierten zylindrischen Halses gebildet.
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Ein weiterer verjüngter Abschnitt wird dann an dem offenen
Ende geformt und nach unten gedrückt, während der zylindrische
Hals weiter reduziert wird. Der weiter verjüngte Abschnitt
wird mit dem zweiten, gekrümmten Segment frei integriert, das
wiederverformt wird, und der verjüngte Abschnitt wird
gestreckt. Dieses Verfahren wird aufeinanderfolgend wiederholt,
bis der zylindrische Hals auf den gewünschten Durchmesser
reduziert wird und ein glatt verjüngter eingehalster Abschnitt
an dem Ende der Seitenwand geformt wird. Bei jedem
Einhalsvorgang wird der verjüngte Abschnitt nicht durch den Stempel
beansprucht und wird frei ohne Rücksicht auf die bestimmten
Abmessungen der Übergangszone des Stempels verformt.
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Der Behälter, der durch das obige Halspreßverfahren geformt
wird, hat ein ästhetisch gefälliges Aussehen, größere
Festigkeit und einen größeren Berstwiderstand und ist frei von
Kratzern oder Rillen in den bei dem Halsstreckverfahren
hergestellten Hals.
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Jeder Einhalsvorgang des Behälters wird bevorzugt in einem
Einhalsmodul durchgeführt, das aus einem Revolver besteht, der
um eine feststehende, senkrechte Achse drehbar ist. Jeder
Revolver hat eine Mehrzahl von identischen, offenen Einhals-
Unterstationen auf dem Umfang desselben, wobei jede Einhals-
Unterstation einen stationären Einhalsstempel, ein
Formkontrollorgan, das entlang der zu der feststehenden Achse des
Revolvers parallelen Achse hin und her bewegbar ist, aufweist
und eine Plattform mittels Steuernocken und Nockenabtastern
bewegbar ist, wie es auch in dem obengenannten U.S. Patent
4,519,232 erklärt ist, auf das hier Bezug genommen wird.
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Das Formkontrollorgan des erfinderischen Systems hat eine
zweifache oder duale schwimmende Eigenschaft, umfassend eine
schwimmende Hülse, die an der Innenfläche des Behälters in der
Nähe des offenen Endes während des Einhalsvorganges anliegt.
Außerdem ist das ganze Formkontrollorgan auf seiner Tragwelle
im Sinne einer schwimmenden Radialbewegung angeordnet. Das
duale, schwimmende Formkontrollelement in den Einhalsmodulen
ruft eine Formsteuerung des einzuhalsenden Bereichs des
Behälters hervor. Eine derartige Formsteuerung trägt dazu bei, zu
verhindern, daß irgendeine Deformation längs des offenen Endes
in den eingehalsten Abschnitt des Behälters bewegt wird. Es
wurde festgestellt, daß das schwimmende Formsteuerorgan den
Ausschuß signifikant reduziert.
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Die Einhalsmodule sind in fast jeder Hinsicht im wesentlichen
identisch, und dies ermöglicht eine maximale Flexibilität bei
der Installierung und der Wartung des Systems bei geringsten
Kosten.
Kurzbschreibung verschiedener Ansichten der Zeichnungen
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Fig. 1 der Zeichnungen zeigt in Draufsicht eine Hals- und
Flanschformvorrichtung;
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Fig. 2 einen Querschnitt eines Moduls, der zwei Einhals-
Unterstationen gemäß Linie 2-2 in Fig. 1 zeigt;
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Fig. 3 einen Querschnitt einer der Einhals-Unterstationen;
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Fig. 4 einen vergrößerten, weggebrochenen Querschnitt des
Formkontrollorgans;
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Fig. 5 eine vergrößerte, weggebrochene Schnittansicht des
Verhältnisses zwischen einem Behälterrand und einer
Formfläche eines Stempels;
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Fig. 6-11 zeigen jeweils in Reihenfolge die sechs bei dem
Einhalsvorgang verwendeten Werkzeugbestückungsstufen;
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Fig. 12 zeigt einen fertig eingehalsten und mit Flansch
versehenen Behälter;
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Fig. 13 ist eine weggebrochene Querschnittsansicht des
oberen Endes des Behälters vor dem Einhalsen;
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Fig. 14 ist eine weggebrochene vergrößerte
Querschnittsansicht, welche den fertigen, eingehalsten und mit
Flansch versehenen Behälter zeigt;
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Fig. 15 (a) und (b) zeigen die Konfiguration eines
Abschnitts der Steuernocken, die den Behälter und das
Formkontrollorgan bewegen;
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Fig. 16 (a-e) zeigen den Fortschritt des
Behälterhalsprofiles während der verschiedenen
Einhals-Arbeitsvorgänge;
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Fig. 17 ist im wesentlichen eine aktuelle Größenansicht,
welche das Halsprofil nach jedem der sechs Einhals-
Arbeitsvorgänge darstellt;
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Fig. 18 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Hals
des Behälters nach jedem Einhals-Arbeitsvorgang
zeigt;
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Fig. 19 (a-e) zeigt den Fortschritt eines modifizierten
Halsprofils eines Behälters während der
verschiedenen Einhals-Arbeitsvorgänge;
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Fig. 20 ist im wesentlichen eine Ansicht einer aktuellen
Größe, die das modifizierte Halsprofil nach jedem
der sechs Einhals-Arbeitsvorgänge zeigt; und
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Fig. 21 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des
fertiggestellten, modifizierten Halsprofils.
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Während diese Erfindung für Ausführungen in vielen
verschiedenartigen Formen geeignet ist, sind in den Zeichnungen und
werden nachstehend im einzelnen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, wobei zu beachten ist, daß die
vorliegende Beschreibung lediglich als ein Ausführungsbeispiel
der Grundprinzipien der Erfindung anzusehen und nicht
beabsichtigt ist, den breiten Aspekt der Erfindung auf die
dargestellten Ausführungsformen zu beschränken.
Detaillierte Beschreibung
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Fig. 1 der Zeichnungen zeigt in Draufsicht ein Hals- und
Flanschformsystem oder eine entsprechende Vorrichtung,
allgemein mit 18 bezeichnet, zur Herstellung von Behältern gemäß
der Erfindung, wobei die Behälter ein glatt geformtes
Halsprofil und einen nach außen gerichteten Flansch haben.
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Wie nachstehend näher beschrieben wird, enthält die Hals- und
Flanschformvorrichtung 18 eine Mehrzahl von im wesentlichen
identischen Modulen, umfassend die Einhalsstationen, die in
einem im allgemeinen C-förmigen Muster angeordnet sind, wie
Fig. 1 zeigt.
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Eine einzelne Bedienungsperson kann visuell den Arbeitsvorgang
sämtlicher Module von einer zentralen Stelle aus beobachten
und kontrollieren. Die Mehrzahl der einzelnen Module zu einem
vollständigen Hals-Flanschformsystem oder einer entsprechenden
Vorrichtung verbunden, wie nachstehend erläutert wird.
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Fig. 1 zeigt Metallbehälterkörper 16, die zum Einhalsen der
Vorrichtung 18 entlang einer Strecke 20 zugeführt werden. Wie
oben erwähnt, hat die Ausführungsform gemäß Fig. 1 sechs
Stationsmodule zum Einhalsen der Behälter, die jeweils durch die
Bezugszeichen 22, 24, 26, 27, 32, 34 bezeichnet sind, sowie
ein Modul 36 für eine Flanschformstation. Neun
Überführungsräder 21, 23, 25, 28, 29, 31, 33, 35 und 38 bewegen die
Behälter der Reihe nach und in einer Serpentinenbahn durch die
verschiedenen Halsformstationen.
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Jedes der Halsform-Stationsmodule 22, 24, 26, 27, 32 und 34
ist im wesentlichen identisch konstruiert, um austauschbar zu
sein und kann in Abhängigkeit von der Bauart des Behälters,
der geformt werden soll, dem System zugefügt oder aus dem
System entfernt werden. Jedes der Halsform-Stationsmodule hat
eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, einzelnen,
im wesentlichen identischen Halsform-Unterstationen (Fig. 3).
Die Zahl der Stationen und Unterstationen kann für den
gewünschten Halsformvorgang für die verschiedenen Dosengrößen
vergrößert oder vermindert werden. Die Einzelheiten der Halsform-
Unterstationen werden im einzelnen später beschrieben.
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Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung von im wesentlichen
identischen Modulen besteht darin, daß viele der Komponenten
der Module in ihrer Konstruktion identisch sind und daher eine
Verkleinerung des Teileinventars ermöglichen.
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Die Anordnung in Fig. 1 zeigt zylindrische, metallische
Behälterkörper 16, die aus üblichen Materialien auf irgendeine
bekannte Weise hergestellt sind und die aufeinanderfolgend durch
geeignete, nicht gezeigte Transportmittel in die Hals- und
Flanschformvorrichtung 18 geleitet werden. Die Transportmittel
führen die Behälter einem ersten Überführungsrad 21 zu, wie es
in der Technik bekannt ist. Die Behälter werden dann
nacheinander durch die Halsformmodule mittels miteinander verbundener
Übertragungsräder bewegt.
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Im einzelnen liefert das erste Übertragungsrad 21 Behälter 16
an den ersten Halsformmodul, der allgemein mit der
Bezugsziffer 22 versehen ist, wo ein erster Halsformvorgang an dem
Behälter durchgeführt wird, wie später beschrieben wird. Die
Behälter 16 werden dann an ein zweites Überführungsrad 23
abgegeben, welches die Behälter einem zweiten Halsformmodul 24
zuführt, wo ein zweiter Halsformvorgang an dem Behälter
durchgeführt wird. Der Behälter wird dann von dem zweiten Modul von
einem dritten Überführungsrad 25 wegbewegt und einem dritten
Halsformmodul 26 zugeführt, wo ein dritter Halsformvorgang
durchgeführt wird.
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Wie nachstehend im einzelnen näher erklärt wird, wird in jeder
Station eine Anzahl von Behältern bearbeitet oder verformt,
wobei jeder Behälter sich in einem unterschiedlichen Zustand
des Halsformvorgangs befindet, wenn er von der Eingangsstelle
zur Ausgangsstelle jedes Halsform-Stationsmodules bearbeitet
wird.
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Die Behälter werden dann aufeinanderfolgend durch die vierten,
fünften und sechsten Halsformmodule 27, 32, 34 bewegt, um den
Halsformvorgang zu vollenden. Die eingehalsten Behälter 16
werden danach durch ein Überführungsrad 35 zu einem
Flanschformmodul 36 bewegt, wo ein nach außen gerichteter Flansch an
dem Behälter hergestellt wird, wie es in der Technik bekannt
ist, und er wird an ein Überführungsrad 38 zur Auslieferung an
einen nichtgezeigten Ausgangsförderer abgegeben.
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Sämtliche sich bewegenden Teile in der Hals- und
Flanschformvorrichtung werden durch eine einzige Antriebsvorrichtung 44
angetrieben, die einen Motor mit Drehzahlregelung umfaßt und
mit einer Ausgangstransmission 46 verbunden ist. Die
Überführungsräder haben ebenso wie die Halsformmodule und das
Flanschformmodul miteinander kämmende Zahnräder, um einen
synchronisierten, kontinuierlichen Antrieb für sämtliche
Komponenten zu erreichen.
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Die variable Drehzahlregelung des Antriebs 44 ermöglicht eine
automatische Erhöhung und Verminderung der Geschwindigkeit des
Moduls, um eine Anpassung an die Anzahl der durch das Modul
fließenden Behälter an den Strom in dem Rest der
Behälterstrecke zu erreichen. Der Antrieb mit Drehzahlregelung
ermöglicht es auch der Bedienungsperson, die Bestandteile des
Systems in bezug auf jedes andere genau zu indexieren.
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Die Hals- und Flanschformvorrichtung hat auch geeignete
Behälterführungselemente 48, die jedem Modul zugeordnet und an
jedem Überführungsrad angeordnet sind, um sicherzustellen, daß
die Behälter in der Transportschiene bleiben.
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Ein geeignetes, miteinander verbundenes und abstützendes
Gestell, das allgemein mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist,
ist zum Tragen der drehbaren Revolver 70 vorgesehen, die
Bestandteil der Module sind. Es sei jetzt auf Fig. 2 Bezug
genommen, wobei das feststehende oder stationäre Gestell 50 auf
einer Plattform oder Basis 51 abgestützt ist und ein unteres
Gestellteil 52 und ein oberes Gestellteil 54 umfaßt, die durch
Säulen 56 miteinander verbunden sind. Ringkragen 58 verbinden
in geeigneter Weise die Säulen 56 mit Gestellteilen 52, 54
durch nichtgezeigte Bolzen, so daß eine solide Konstruktion
vorgesehen ist, welche die genaue Ausrichtung der
verschiedenen beweglichen Bestandteile sicherstellt, wie später
beschrieben wird.
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Die Gestellkonstruktion 50 vermittelt eine ortsfeste
Abstützung oberhalb der Basis 51 für eine drehbare
Revolveranordnung 70, die mehrere identische, allgemein mit 72
bezeichnete Halsform-Unterstationen um den Umfang herum und in
fester Beziehung zueinander hält. Fig. 2, die eine teilweise
im Querschnitt gezeigte Ansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1
ist, zeigt zwei der Unterstationen 72 a und 72 b. Die
Revolveranordnung 70 gemäß Fig. 2 umfaßt einen unteren Revolverteil
74 und einen oberen Revolverteil 76, die auf einer mittleren
Antriebswelle 78 abgestützt sind, welche sich durch Öffnungen
80 und 82 in den Gestellteilen 52 und 54 erstreckt. Die
Revolveranordnung 70 ist auf den Gestellteilen durch geeignete
Lager 84 a und 84 b drehbar abgestützt Es ist darauf
hinzuweisen, daß die Unterstationen 72 a und 72 b ebenso wie sämtliche
anderen Unterstationen 72 sich mit der Welle 78 drehen,
während die Säulen 56 im wesentlichen stationär bleiben. Der
obere Revolverteil 76 hat eine hohlzylindrische Form und ist auf
der Welle 78 verschiebbar positioniert in einer eingestellten
Position durch eine Keilvorrichtung 86 und einen Ringkragen 88
festgelegt. Der untere Revolverteil 74 ist am unteren Teil der
Welle 78 befestigt. Die durch Verschiebung positionierbare
Eigenschaft des oberen Revolverteils 76 erlaubt es, den
Revolverteil 76 längs der Welle 78 in bezug auf den Revolverteil 74
ohne Veränderung der Ausrichtung der
Flanschform-Unterstationen genau zu positionieren; dadurch können die
Revolveranordnungen 70 an Behälter unterschiedlicher Höhe angepaßt
werden.
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Eine sich radial erstreckende obere Nabe 90 ist Bestandteil
des oberen Revolverteils 76 und stellt eine Stütze für den
oberen Teil der zu beschreibenden Flanschform-Unterstationen
72 dar. In ähnlicher Weise erstreckt sich eine untere Nabe 92
radial nach außen, um einen Bestandteil des unteren
Revolverteils 74 zu bilden und den unteren Teil der Flanschform-
Unterstationen 72 abzustützen, wie zu beschreiben ist. Die
Naben 90, 92 haben zueinander ausgerichtete Taschen 94 am
oberen Umfang derselben, die als ineinander passende Paare zur
Aufnahme der Bestandteile der Unterstationen 72 bearbeitet
sind und eine genaue Ausrichtung der oberen und unteren Teile
der Halsform-Unterstationen 72 sicherstellen. Ebenso hat die
obere Nabe 90 Taschen 96, die mit Führungselementen 48
zusammenwirken, um die Lage der Behälter zu steuern, wenn sie durch
das Halsformstationsmodul bewegt werden.
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Wie oben festgestellt wurde und in Fig. 2 gezeigt ist, sind
die Unterstationen im wesentlichen identisch, und eine
Beschreibung einer Unterstation 72 erklärt beispielhaft die
Konstruktion der anderen Unterstationen in jedem der
Stationsmodule.
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Fig. 3 zeigt in größerem Detail die Halsform-Unterstation 72,
welche einen unteren Behälter-Hubteil umfaßt, der allgemein
mit 100 bezeichnet ist, sowie einen oberen Form- oder
Halsformteil, der im allgemeinen mit 102 bezeichnet ist. Unter
Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 umfaßt der Behälterhubteil 100 ein
äußeres zylindrisches Teil oder eine Hülse 108, die eine im
allgemeinen kreisförmige Öffnung 110 mit einem Stößel oder
Kolben 112 hat, der in der Öffnung 110 hin und her bewegbar
ist. Das untere Ende des Stößels 112 hat eine Kurvenrolle 116
(siehe Fig. 2), die auf einer oberen offenen Kurvenfläche
einer stirnseitigen Steuerkurve 118 anliegt, die auf dem unteren
Gestellteil 52 abgestützt ist. Das obere Ende des Stößels 112
hat eine behältertragende Plattform 120, die daran durch
Befestigungsmittel 122 befestigt ist. Die Trag-Plattform oder
die Behältertragvorrichtung hat eine innere, nach oben
abgewinkelte Verlängerung 124 zum Erfassen der inneren, Unterseite
des Behälters. Der Stößel 112 wirkt mit der Hülse 108
zusammen, um sowohl eine Flüssigkeitszentriervorrichtung als auch
eine Vorspannung der Kurvenrollen 116 gegen die Steuerkurve
118 zu erreichen, wie im einzelnen näher im U.S. Patent Nr.
4,519,232 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug
genommen ist.
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Die Steuerkurve 118 umfaßt im wesentlichen einen fest
angeordneten Ring, der in Umfangsrichtung auf dem unteren
Gestellteil 52 sitzt. Die Steuerkurve hat eine bestimmte Höhe und
Form und ist gegenüber dem unteren Ende der Unterstationen 72
ausgerichtet, um die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens
112 und daher des Behälters 16 zu steuern, wenn der Revolver
auf dem feststehenden Gestell 50 gedreht wird. Da die
Kurvenrollen 116 gegen die Steuerkurve 118 vorgespannt sind,
diktiert die Konfiguration der Steuerkurvenfläche der
stirnseitigen Steuerkurve die Position des Behälters 16, wie
nachstehend beschrieben wird.
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Der obere Halsformabschnitt 102 umfaßt ein feststehendes
Halsform-Preßelement 130, das an einem Hohlzylinder 132 mittels
einer Schraubkappe 134 befestigt ist. Der Zylinder 132 hat
eine axiale Öffnung 136, in der ein hohler Plunger oder Schaft
137 hin und her bewegbar angeordnet ist. Eine Kurvenrolle 138
(Fig. 2) ist am oberen Ende des Schaftes 137 befestigt und
liegt rollend an einer offenen Kurvenfläche einer
feststehenden
oberen, stirnseitigen Steuerkurve 139 an, die an dem
oberen Gestellteil 54 befestigt ist.
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Der Plunger 137 und die Kurvenrolle 138 werden in Anlage an
der Steuerkurve 139 mittels eines Flüssigkeitsdruckes
gehalten, der auch den Plunger 137 in der Öffnung 136 zentriert,
wie es in U.S. Patent Nr. 4,519,232 beschrieben ist. Das
untere Ende des Plungers 137 trägt ein Formsteuerorgan 140, wie
noch erläutert wird. Ebenso haben der Plunger 137 und das
Formsteuerorgan 140 eine Öffnung 141 zum Einführen von Druckluft
in den Behälter während des Halsformvorgangs, wie nachstehend
erklärt wird.
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Beim Betrieb des Moduls wird die Welle 78 um eine feststehende
Achse auf dem stationären Gestell 50 in Drehung versetzt. Die
Behälter 16 werden auf die Plattform 120 und gegen die
abgekröpfte Verlängerung 170 bewegt, wenn der untere Hubteil sich
in der untersten Stellung befindet, wie in der Unterstation 72
a auf der linken Seite in Fig. 2 gezeigt ist. Die Form der
unteren Steuerkurve 118 ist so gewählt, daß der Behälter in die
Preßform 130 hinauf bewegt wird, wenn die Welle 78 gedreht
wird und daher das obere offene Ende des Behälters zunehmend
verformt wird. Etwa zu der Zeit, in der der obere Rand des
Behälters die Preßform 130 berührt, wird Druckluft in den
Behälter von einer nicht gezeigten Quelle durch die Öffnung 141
geleitet. Wenn die Revolveranordnung 70 um etwa 120º der
Revolverdrehung gedreht wird, ist die obere Steuerkurve 139 so
gestaltet, daß das Formsteuerorgan 140 sich aufgrund der Form
der Steuerkurve nach oben bewegt. Wie oben erwähnt, ist der
Plunger 137 mit dem Formsteuerorgan 140 durch
Flüssigkeitsdruck nach oben vorgespannt und wird sich nach oben in die an
der Unterstation 72 b gezeigte Position bewegen, wenn die
Revolveranordnung sich dreht. Danach, während des Restes der
360º sind die Steuerkurven 118 und 139 so gestaltet, daß die
Plattform 120 und das Formsteuerorgan 140 in ihre untersten
Stellungen bei einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit
zurückkehren, während der mit dem Hals versehene Behälter aus
der Preßform entfernt wird. Während dieser Abwärtsbewegung
drückt die Druckluft in dem Behälter den Behälter aus der
Preßform auf die Plattform 120. Die Behälter 16 werden
kontinuierlich auf die Plattform 120 geleitet, bearbeitet und entfernt,
wie in Fig. 1 dargestellt ist.
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Die relative Vertikalbewegung des Behälters 16 und des
Formsteuerorgans 140 ist wichtig, um die Reibungskräfte zu
verringern, die zwischen dem Behälter und der Halspreßform
während des Halsformvorgangs entstehen. Die vertikale oder
aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Formsteuerorgans ist
daher größer als die senkrechte oder aufwärts gerichtete
Geschwindigkeit des Behälters während desjenigen Abschnitts des
Umdrehungszyklus, in dem das Formen des Halses stattfindet und
ist vorzugsweise etwa 5 % größer. Diese relative Bewegung wird
durch die Form der Steuerkurven 118 und 139 gesteuert und ist
in Fig. 15 dargestellt.
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Die Steuerkurven sind vorzugsweise in drei gleiche Segmente
von etwa 120º segmentiert, wobei ein Segment in Fig. 15
gezeigt ist. Das Kurvenflächensegment 118 a der Steuerkurve 118,
Fig. 15(a), bewegt den Behälter 16 nach oben, bis der obere
Rand des Behälters die Preßform 130 berührt. Die nach oben
gerichtete Geschwindigkeit des Behälters wird dann durch die
abgeflachte Kurvenfläche des Segmentes 118 b innerhalb
derjenigen Zeit, in der der Rand des Behälters 16 die Preßform
130 berührt und derjenigen Zeit, in der der Behälterrand das
Formsteuerorgan 140 berührt, reduziert. Dies erlaubt es, den
Behälter in der Preßform und das Formsteuerorgan 140 in dem
Behälter zu zentrieren. Die aufwärtsgerichtete Geschwindigkeit
des Behälters wird dann durch das Steuerkurvensegment 118 c
während des Restes des Halsformzyklus erhöht. Gleichzeitig ist
die Steuerkurvenfläche 137 a der oberen Steuerkurve 137 so
gestaltet, daß eine Aufwärtsbewegung des Formsteuerorgans bei
konstanter Geschwindigkeit beginnt, wenn der Behälterrand die
Preßform 130 erfaßt.
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Der Behälter und das Formsteuerorgan werden dann mit etwa der
gleichen Geschwindigkeit abgesenkt, während die Druckluft den
Behälter aus der Preßform herausdrückt.
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Es sei jetzt ebenso Bezug genommen auf Fig. 4, wie auch die
Figuren 2 und 3, hinsichtlich eines Aspektes der Erfindung,
gemäß welchem das Formkontrollorgan 140 eine innere Formhülse
oder ein inneres Formelement 150 hat, das im Sinne einer
radialen Schwimmbewegung abgestützt ist, damit es sich an die
relative Bewegung des Formelementes in bezug auf eine
feststehende Halspreßform 130 anpassen kann.
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Genauer gesagt, besteht das Formsteuerorgan 140 aus einem
hohlen, zylindrischen Teil 142, das einen abgestuften, unteren
Endteil 144 eines reduzierten Außendurchmessers 146 hat. Eine
Formhülse 150 ist an dem Endteil 144 angeordnet. Die Hülse 150
hat einen Durchmesser 152, der geringfügig größer als der
Außendurchmesser 146 des Endteils 144 ist und wird an dem Teil
142 durch eine Kappe 160 gehalten, die einen integralen,
verlängerten Abschnitt oder eine Stange 162 hat, die sich durch
die axiale Öffnung 164 in dem Teil 142 erstreckt. Die Stange
162 hat eine Öffnung 166, die einen hohlen Bolzen 168
aufnimmt, um die Kappe 160 an dem Plunger 137 zu befestigen, und
der hohle Bolzen 168 bildet einen Bestandteil einer axialen
Öffnung 141. Der untere Rand der Hülse 150 hat eine abgefaste
Außenkante 170, die zur Zentrierung der Formhülse 150 in bezug
auf den Behälter 16 dient, wenn sie in das offene Ende
eintritt.
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Der Durchmesser der axialen Öffnung 164 ist daher geringfügig
größer als der Außendurchmesser der Stange 162, und die axiale
Länge des Teils 142 ist geringfügig kleiner als die Länge der
Stange. Dadurch wird ein geringer senkrechter Spalt 165
zwischen dem oberen Ende des Teils 142 und dem unteren Rand des
Plungers 137 geschaffen, damit das Teil 142 auf der Stange 162
radial bewegbar ist.
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Die Formhülse 150 ist somit für eine schwimmende, radiale
Bewegung auf dem zylindrischen Teil 142 angeordnet, während der
zylindrische Teil 142 für eine schwimmende, radiale Bewegung
auf dem Plunger 137 angeordnet ist, so daß eine doppelte,
schwimmende Eigenschaft oder Bewegung für das Formelement oder
die Formhülse 150 geschaffen wird.
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Es ist verständlich, daß bei der gezeigten Ausführungsform die
Abstände in Fig. 4 vergrößert wurden und daß der Abstand
zwischen dem Teil 142 und dem Formelement 150 etwa 0.0762 ±
0.0254 mm (0.003 ± 0.001 inch) beträgt. Es ist auch erwünscht,
keinen Abstand zwischen der Außenseite des Teils 142 und der
inneren Fläche des oberen Abschnitts 130 U der Preßform 130 zu
haben. Der Abstand zwischen dem Teil 142 und der Stützstange
162 beträgt etwa 0.1270 mm (0.005 inch).
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Wie oben erwähnt, ermöglicht die "doppelte Schwimmfähigkeit"
der Formhülse oder des Formelementes 150 eine Ausrichtung des
Hauptteils 142 des Formsteuerorgans 140 gegenüber der
feststehenden Halspreßform 130, während das schwimmende oder
radial bewegliche Formelement 150 sich in bezug auf die
feststehende Halspreßform 130 bewegen wird und das zylindrische
Teil 142 zentriert werden muß. Die innere Öffnung in dem
oberen Teil 130 U der Halspreßform 130 und der
Außendurchmesser der Formhülse oder des Formelementes 150 sind so
dimensioniert, daß ein minimaler Abstand von vorzugsweise weniger
als 0.00254 mm (0.0002 inch) zwischen den beiden vorhanden
ist, wenn der Rand des Behälters 16 darin aufgenommen wird.
Daher wird das Metall des Behälters 16 zwischen der Formhülse
oder dem Formelement 150 und dem oberen Teil 130 U der
Plattform 130 eingefangen oder eingeschlossen und das in doppelter
Hinsicht schwimmende Formelement wird eine "Formkontrolle"
bewirken, damit die Konzentrizität des Behälters für den
gesamten Bereich aufrechterhalten wird, der mit einem Hals
versehen werden soll. Dies ist insbesondere der Fall bei dem
ersten Halsformvorgang, bei dem der obere Teil des Behälters
mit der gewünschten Konzentrizität in Übereinstimmung gebracht
wird, und wobei Veränderungen der Wand vermindert werden und
irgendwelche Behälterdefekte, insbesondere Ritzen oder Kerben
in der Nähe des Randes, minimiert oder eliminiert werden.
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Es wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dessen Hilfe ein
Behälter mit einem Hals versehen werden kann, um eine kleinere
Öffnung unter Verwendung einer Mehrzahl von Halsformmodulen zu
erhalten. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
werden sechs verschiedene Halsform-Arbeitsvorgänge und ein
Flanschformvorgang an dem Hals des Behälters ausgeführt. Ein
oberer Teil des eingehalsten oder nach innen verjüngten Teils
wird während jedes der Halsform-Arbeitsvorgänge verformt. Bei
jedem Halsform-Arbeitsvorgang wird eine kleine Überlappung
zwischen einem vorhergehend eingehalsten Teil hervorgerufen,
während der gesamte eingehalste Teil gestreckt und axial
vergrößert wird und kleine Reduktionssegmente erfaßt werden,
so daß die verschiedenen Arbeitsvorgänge glatt in den
fertiggestellten, eingehalsten Teil übergehen. Der endgültige,
eingehalste Teil hat eine abgerundete Schulter an dem Ende der
zylindrischen Seitenwand, die in ein nach innen verjüngtes,
ringförmiges, geradliniges Segment über einen gekrümmten Teil
übergeht. Das gegenüberliegende Ende des ringförmigen,
geradlinigen Segmentes geht in den reduzierten zylindrischen
Hals durch ein zweites gekrümmtes Segment über.
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Der Halsformvorgang wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 - 11
beschrieben. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein
"211" [68.26 mm (2-11/16 inches)] Aluminiumcontainer zu einem
"206" [60.34 mm (2-6/16 inches)] Hals in sechs
Arbeitsvorgängen eingehalst. Es sei angenommen, daß ein von einem Förderer
getragener Behälter 16, wie in Fig. 1 gezeigt, in eine
Position bewegt worden ist, die z.B. in der Unterstation 72 a in
Fig. 2 gezeigt ist und der Halsformvorgang begonnen wird. Fig.
6 - 11 zeigen den in sechs Halsformstationsmodulen
durchgeführten Halsformvorgang.
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Es sei kurz auf Fig. 13 Bezug genommen, in der der Behälter 16
typischerweise einen verdickten Teil in der Nähe seines oberen
offenen Endes hat, bevor die Halsformvorgänge durchgeführt
werden. Bei der gezeigen Ausführungsform hat der Behälter 16
eine Seitenwand, die eine Dicke (W) hat, die eine
Größenordnung von etwa 0.1016 - 0.1270 mm (0.0040 - 0.0050 inch) hat,
während ein oberer Halsbereich (N) eine Dicke (t) hat, die in
einer Größenordnung von etwa 0.1905 mm (0.0075 inch) herunter
bis etwa 0.1270 mm (0.0050 inch) hat, während die Länge (L)
etwa 9.398 bis 22.86 mm (0.37 bis 0.90 inch) beträgt.
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Die linke Seite von Fig. 6 zeigt einen nach oben in eine
Halspreßform 130 A bewegten Behälter 16. Wenn das offene Ende des
Behälters 16 gegen die Preßform bewegt wird, resultieren aus
dem Formwinkel in der Preßform große radiale Kräfte auf die
Behälterwand und kleine axiale Kräfte, so daß eine radiale
Kompression der Wand des Behälters stattfindet, wie aus
Nachstehendem verständlich wird.
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Fig. 6 zeigt eine Halspreßform 130 A, die einen ersten
zylindrischen Wandteil 202 a, eine übergangsbereichsfläche 204 und
einen zweiten zylindrischen Wandteil 205 hat. Der erste
zylindrische Wandteil 202 a hat einen Durchmesser, der annähernd
dem Außendurchmesser des Behälters 16 mit einem Abstand von
etwa 0.1524 mm (0.006 inch) annähernd gleich ist. Der zweite
zylindrische Wandteil 205 hat einen reduzierten Durchmesser
entsprechend dem Außendurchmesser des reduzierten Halses, der
bei dem ersten Halsformvorgang geformt wird.
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Die Übergangszone oder Zwischenfläche 204 hat ein erstes,
bogenförmiges Flächensegment A1 an dem Ende des ersten
zylindrischen Wandteils 202, der einen Radius von etwa 5.588 mm
(0.220 inch) und ein zweites, bogenförmiges Flächensegment R1
an dem Ende des zweiten zylindrischen Wandteils 205 hat,
dessen Radius etwa 3.048 mm (0.120 inch) beträgt.
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Wenn der Behälter 16 in das Preßformelement 130 A nach oben
bewegt wird, wie auf der rechten Seite von Fig. 6 abgebildet
ist, wird der Durchmesser des Behälterhalses reduziert und
eine leichte Krümmung 211 an dem Behälterkörper zwischen dem
reduzierten, zylindrischen Hals 212 und der Behälterseitenwand
210 geformt.
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Bei dem ersten Arbeitsvorgang wird der Durchmesser des Halses
nur um ein sehr geringes Maß, z.B. etwa 0.762 mm (0.030 inch)
reduziert, während der mit einem Hals zu versehende Teil des
Behälters für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge vorbehandelt
wird. Mit anderen Worten, ein Formsteuervorgang wird an dem
äußersten Halsteil ausgeführt, um den Behälter für die
anschließenden Arbeitsvorgänge vorzubereiten.
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Dies wird durch eine strenge Kontrolle der Abmessung und
Toleranz der reduzierten zylindrischen Fläche 205 der Preßform 130
A und des Durchmessers der Außenseite der Formhülse oder des
Formelementes 150 A erreicht. Der Außendurchmesser der Hülse
oder des Elements 150 A ist gleich dem Innendurchmesser der
zylindrischen Fläche 205 weniger dem Zweifachen der Dicke der
Behälterseitenwand (t) mit einem maximalen Spielraum von 10 %
der Wanddicke. Bei einer derartig strengen Kontrolle dieser
Abmessungen werden Vertiefungen oder Defekte in dem Behälter
entfernt oder verringert, und es werden auch irgendwelche
Veränderungen der Wanddicke rund um den Umfang des Halses
reduziert, so daß eine Konzentrizität der Seitenwand des Behälters
gegenüber der Preßform erreicht wird.
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Ebenso, wie oben erwähnt, kann während der Bewegung des
Behälters 16 aus der auf der linken Seite der Fig. 6 dargestellten
Position in die an der rechten Seite der Fig. 6 gezeigte
Position
Druckluft in den Behälter durch die Öffnung 141 in Fig.
4 eingeführt werden, um ihn unter Druck zu setzen, falls dies
als nötig angesehen wird, um dadurch vorübergehend die
Festigkeit des Behälters zu verstärken. Diese Druckluft wird
hauptsächlich verwendet, um den Behälter von der Halspreßfom 130 A
abzustreifen, nachdem der Halsformvorgang beendet ist. Wie
oben erwähnt, werden das Formsteuerorgan 140 A und die
Formhülse oder das Formelement 150 A während der Aufwärtsbewegung
des Behälters 16 geringfügig schneller nach oben bewegt als
der Behälter 16, um das Strecken oder Ziehen des Metalls der
Behälterwand in die Preßform zu unterstützen.
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In dieser ersten Formstation verformt das Preßformelement 130
A den Behälter 16, damit dieser einen nach innen verjüngten
oder eingehalsten Teil 211 zwischen einer zylindrischen
Seitenwand 210 und einem reduzierten zylindrischen Hals 212
erhält; der verjüngte Teil 211 schließt erste und zweite
bogenförmige Segmente CA1 bzw. CR1 ein.
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Nachdem der erste Halsformvorgang abgeschlossen ist, wird der
teilweise eingehalste Behälter 16 von dort entfernt und dem
zweiten Formstationsmodul zugeführt. Bei dem zweiten
Halsformvorgang wird der eingehalste Teil axial gestreckt, während der
reduzierte, zylindrische Halsteil 212 weiter im Durchmesser
durch Kompression des darin enthaltenen Metalls reduziert
wird. Dies wird mittels einer zweiten Halspreßform 130 B in
Fig. 7 erreicht, die eine Übergangszone 222 zwischen einer
ersten zylindrischen Fläche 202 b hat, deren Innendurchmesser
dem Außendurchmesser des Behälters entspricht und eine
reduzierte, zylindrische Fläche 226 am oberen Ende desselben hat.
Die Übergangszone 222 hat wiederum ein erstes, bogenförmiges,
mit der zylindrischen Wandfläche 202 b integrales
Flächensegment A2 und ein zweites, bogenförmiges, mit der
zylindrischen Fläche 226 reduzierten Durchmessers integrales
Flächensegment R2.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 7 erfaßt die Fläche 222 des
Preßformelementes 130 B der zweiten Halsformstation zunächst den
oberen Rand des Behälters 16 mit einer gekrümmten
Preßformfläche R2 in einem kleinen spitzen Formwinkel.
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Es wurde festgestellt, daß die Krümmung oder der Radius an der
Stelle, an der der Behälter 16 von der Preßform 130 B berührt
wird und der zwischen der Berührungsstelle und einer zur Achse
des Behälters parallelen Ebene erzeugte Formwinkel kritisch
sind, um einen eingehalsten Behälter zu erzeugen, der frei von
Falten ist. Dieser Winkel, der auch als der Form oder
Sperrwinkel bezeichnet, wird, muß klein gehalten werden, so daß
radiale Kräfte, die als radiale Schrumpfkräfte bekannt sind,
eher als axiale Kräfte entwickelt werden, um den Behälter mit
einem Hals zu versehen.
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In Fig. 5 bildet die Tangente T an die Wandflächen der
Preßform die Berührungsstelle mit dem oberen Rand des Behälters 16
und ergibt einen kleinen Stoß oder einen Formwinkel "F" mit
einer Ebene "P", die sich parallel zu der Seitenwand des
Behälters erstreckt. Es wurde festgestellt, daß, wenn dieser
Winkel "F" im Bereich von etwa 15º bis 20º gehalten wird, die
meisten Kräfte eher radiale Kräfte zum Komprimieren des Halses
des Behälters als axiale Kräfte sein werden. Axiale Kräfte
neigen dazu, eine Biegewirkung wie bei üblichen
Halsformvorgängen zu erzeugen.
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Es wurde auch festgestellt, daß ein Kontakt der Preßform mit
dem Behälter 16 bei dem kleinen Formwinkel "F" es erlaubt, den
eingehalsten Teil des Behälters im wesentlichen "frei zu
verformen" oder in Richtung der Stelle zu verjüngen, an der das
obere Ende des Behälters 16 an der Außenseite der Formhülse
oder des Formelementes 150 B anliegt. Dadurch kann der
Behälter sein eigenes Profil frei bilden oder annehmen, ohne daß
eine Innenwand der Preßform die Form des Profils diktiert, wie
es bei der vorhandenen Technologie bei früheren
Halsformvorgängen
akzeptiert wurde. Dies steht im Gegensatz zu früheren
Halspreßformverfahren, wie sie z.B. im U.S. Patent Nr.
3,995,572 beschrieben sind, wobei das Metall gezwungen wird,
die Form der Innenfläche der Halspreßform anzunehmen.
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Der Krümmungsradius des gekrümmten Flächensegmentes A2 in der
zweiten Halspreßform liegt im Bereich von etwa 7.112 mm (0.280
inch), während der Krümmungsradius des zweiten, gekrümmten
Flächensegmentes R2 etwa 4.572 mm (0.180 inch) beträgt. Wenn
daher der Behälter aus der in Fig. 7 gezeigten linken Position
in die rechte Position bewegt wird, wird der ursprünglich
verjüngte Teil axial gestreckt, um einen verjüngten Teil 228 mit
gekrümmten Segmenten CA2, CR2 zu erzeugen, während der einen
reduzierten Durchmesser aufweisende zylindrische Teil 212 bis
auf einen weiter reduzierten Durchmesser verringert wird, wie
bei 229 gezeigt ist.
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Bei dem zweiten Halsformvorgang wird der Durchmesser des
reduzierten, zylindrischen Halses um etwa 1.778 mm (0.070 inch)
reduziert, während das Metall weiter darin radial komprimiert
wird. In der zweiten Halspreßform 130 B wird der oben
beschriebene Formwinkel durch das gekrümmte Flächensegment R2
definiert. Fig. 16 (a) zeigt die Form des Halses in
gestrichelter Linie vor dem zweiten Halsformvorgang, und in
durchgehender Linie nach dem zweiten Halsformvorgang. Es ist
festzustellen, daß das untere Segment des verjüngten Teils in der
Nähe der zylindrischen Seitenwand im wesentlichen unverändert
bleibt, während das zweite gekrümmte Segment oder der obere
Teil des verjüngten Teils verformt wird und der verjüngte Teil
axial gestreckt wird.
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Während des zweiten Arbeitsvorgangs wird ein zweiter,
verjüngter Teil in dem reduzierten zylindrischen Hals frei von der
Preßform an seinem unteren Ende verformt und dieser zweite,
verjüngte Teil wird längs des reduzierten Halsteiles Kräften
ausgesetzt, bis er mit dem gekrümmten Segment CR1 des ersten
verjüngten Teils integriert wird. Während dieses zweiten
Arbeitsvorganges bleibt der untere Teil des ersten verjüngten
Teils im wesentlichen unverändert, während der zweite
verjüngte Teil mit dem ersten verjüngten Teil kombiniert wird und
in diesen übergeht, um eine Verlängerung desselben
hervorzurufen.
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Es ist ersichtlich, daß der in jeder der verschiedenen
Stationen durchgeführte Halsformvorgang in gewissem Umfang sich
wiederholt, indessen wird zur Vervollständigung der
Beschreibung darauf hingewiesen, daß jeder Halsformvorgang in den
verschiedenen Stationen und die sachdienlichen Winkel und
Krümmungen nachstehend beschrieben werden. Es ist anzumerken, daß
tatsächlich jede Station einen Teil und nicht den ganzen
Einhalsteil herstellt, während der zylindrische Hals
aufeinanderfolgend und zunehmend im Durchmesser reduziert wird. Das
heißt, jede Station trägt dazu bei und verformt und streckt
den eingehalsten Teil, der an dem Behälter durch den
vorangehenden Arbeitsvorgang erzeugt wurde.
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Die dritten, vierten und fünften Halsform-Arbeitsvorgänge sind
in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt und sind im wesentlichen
mit dem zweiten Halsformvorgang identisch. Die Preßformen und
die Formsteuerorgane der dritten, vierten und fünften
Stationen sind in ihrer Konstruktion im wesentlichen identisch mit
Ausnahme der geringfügigen Änderung der Preßformabmessungen.
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In jeder nachfolgenden Station wird der zylindrische Hals
komprimiert und reduziert, während der vorhandene, verjüngte oder
eingehalste Teil teilweise erneut verformt und axial gestreckt
oder verlängert wird, um einen kleinen ringförmigen, nach
innen verjüngten Teil zwischen den oben beschriebenen oberen und
unteren gekrümmten Segmenten zu erzeugen.
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In der dritten Halspreßform 130 C in Fig. 8 ist die
Übergangsfläche 230 über dem zylindrischen Teil 202 c angeordnet und
umfaßt ein oberes, gekrümmtes Flächensegment R3, das einen
Radius von etwa 6.604 mm (0.260 inch) hat, mit einer geraden,
verjüngten Wandfläche T3 umfaßt, die einen geneigten Winkel
von etwa 27º bildet. Das untere, gekrümmte Flächensegment
umfaßt einen Entlastungsbereich am Ende der zylindrischen
Wandfläche und ein zweites, gekrümmtes Flächensegment OR3 mit
einem Außenradius von etwa 4.572 mm (0.180 inch). Der
Verformungsvorgang zwischen den zweiten und dritten
Verformungsvorgängen ist in Fig. 16 (b) dargestellt, wo der eingehalste Teil
234 des Behälters ein erstes, bogenförmiges Segment CA3, ein
verjüngtes Segment CT3, einen zweiten, bogenförmigen Abschnitt
CR3 und einen reduzierten Hals 236 hat. Es ist festzustellen,
daß das gekrümmte Segment CA2 im wesentlichen unverändert
bleibt, weil die Preßform nicht berührt wird, während das
gekrümmte Segment CR2 erneut verformt wird und die Mitte
desselben axial nach oben bewegt wird, so daß der gekrümmte Teil
gestreckt wird. Außerdem ist der verjüngte Teil CT3 nicht an die
flache, verjüngte Wandfläche T3 angepaßt und hat an deren
Stelle eine zusammengesetzte Krümmung nach dem dritten
Halsformvorgang.
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In der vierten Halspreßform 130 D in Fig. 9 umfaßt die
Übergangszone 240 oberhalb der zylindrischen Flächen 202 d ein
gerades, verjüngtes Wandsegment T4, das einen Winkel von etwa
25º bildet, und die gekrümmte Fläche R4 einen Radius von etwa
7.569 mm (0.298 inch) aufweist, während der Außenradius OR4
sehr klein ist und in etwa 1.4732 mm (0.058 inch) beträgt.
Eine zylindrische Fläche 244 reduzierten Durchmessers
erstreckt sich oberhalb der gekrümmten Fläche R4. Der
zylindrische Hals 236 wird daher weiter im Durchmesser um etwa 1.27 mm
(0.050 inch) reduziert, während der nach innen verjüngte Teil
axial vergrößert wird und der Winkel des geraden, verjüngten
Halsabschnitts zwischen den beiden gekrümmten Segmenten erneut
verformt wird, während das Metall in dem reduzierten,
zylindrischen Hals und der eingehalste Teil weiter komprimiert
werden. Die gekrümmte Schulter oder die Auswölbung wird in dem
vierten Arbeitsvorgang im Hinblick auf den kleinen Radius OR4
hergestellt, bei dem das obere Ende desselben erfaßt wird.
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Der resultierende, nach innen verjüngte Teil 246 umfaßt ein
oberes, gekrümmtes Segment CR4, einen verjüngten Abschnitt CT4
und ein unteres, gekrümmtes Segment CA4 mit einem oberen
gekrümmten Teil COR4 zusammen mit einem reduzierten,
zylindrischen Halsteil 248. Der vierte Arbeitsvorgang ist in Fig. 16
(c) dargestellt, und es wird erneut betont, daß der verjüngte
Abschnitt CT4 nicht an die Form der Preßformfläche T4 angepaßt
ist und eine zusammengesetzte Krümmung in der axialen Richtung
darstellt.
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Die fünfte Halspreßform 130 E in Fig. 10 hat eine Fläche 250
reduzierten Durchmessers oberhalb einer Übergangszone 252, die
eine gekrümmte Oberfläche R5 aufweist, welche einen Radius von
etwa 5.842 mm (0.230 inch) hat. Die Übergangszone umfaßt auch
eine verjüngte Fläche T5, die einen Winkel von 20º bildet,
wobei eine Fläche OR5 einen Außenradius von etwa 4.572 mm (0.180
inch) oberhalb einer zylindrischen Fläche 202 e hat. Der
fünfte Arbeitsvorgang ist in Fig. 16 (d) dargestellt, in welcher
der Behälter einen verjüngten Teil 256 mit einem unteren
Segment CA5, COR5, einem verjüngten Segment CT5 und einem oberen,
gekrümmten Segment CR5 mit einem Hals 254 reduzierten
Durchmessers hat.
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Bei der letzten und sechsten Halspreßform 130 F, die in Fig.
11 gezeigt ist, umfaßt die Übergangszone 260 oberhalb eines
unteren, zylindrischen Flächenabschnitts 202 f ein erstes,
unteres gekrümmtes Flächensegment OR6 mit einem Außenradius
von etwa 4.527 mm (0.180 inch), das in einen ebenen,
verjüngten Abschnitt T6, der einen Winkel von etwa 20º bildet, und in
ein zweites, gekrümmtes Flächensegment R6 übergeht, das einen
Außenradius von etwa 5.588 mm (0.220 inch) aufweist, welches
in eine Fläche 264 reduzierten Durchmessers übergeht.
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Bei dem sechsten Halsformvorgang reduziert der Preßformteil
264 verringerten Durchmessers den zylindrischen Hals um etwa
1.27 mm (0.050 inch), während der eingehalste Teil bis auf
seine endgültige Form erneut verformt wird, wie in Fig. 14
gezeigt ist und nachstehend beschrieben wird. Die endgültige
Verringerung ist in Fig. 16 (e) dargestellt, wobei der
verjüngte Abschnitt 265 ein erstes, gekrümmtes Segment CA6, COR6,
einen verjüngten Abschnitt CT6 und ein zweites gekrümmtes
Segment CR6 unterhalb eines reduzierten, zylindrischen Halses 266
hat. Es ist zu bemerken, daß das gesamte, verjüngte Segment
CT6 erneut aus der in gestrichelter Linie in die
hindurchgezogene Linie gezeigte Lage erneut nach innen verformt wird. So
wird durch den Halsformvorgang ein glatter, verjüngter
eingehalster Abschnitt zwischen der Behälterseitenwand und dem
zylindrischen Hals verringerten Durchmessers geformt. Dieser
eingehalste oder verjüngte Abschnitt umfaßt ein erstes,
gekrümmtes Segment, das einen integralen Bestandteil mit der
Seitenwand darstellt, und ein zweites gekrümmtes Segment, daß
mit dem reduzierten zylindrischen Hals einheitlich ausgebildet
ist. Während des Halsformvorgangs wird der Hals, der den
zylindrischen Hals reduzierten Durchmessers und den eingehalsten
Abschnitt umfaßt, in Segmente verformt, während die axiale
Abmessung vergrößert wird und der zylindrische Hals im
Durchmesser und in axialer Länge weiter reduziert wird, während
eine abgerundete Schulter an dem Ende der Seitenwand geformt
wird. Gleichzeitig wird ein gerader, verjüngter Wandabschnitt
oder ein Segment in dem eingehalsten oder verjüngten Abschnitt
geschaffen.
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Bei jedem der sechs Halsform-Arbeitsgänge sind die
Hauptkräfte, die auf den Behälterhals, der den verjüngten oder
eingehalsten Abschnitt umfaßt, radial nach innen gerichtete Kräfte,
und deshalb wird das Metall hauptsächlich komprimiert, und es
wird eine örtliche Krümmung auf ein Mindestmaß reduziert. Der
verjüngte Abschnitt bestimmt selbst sein Profil, weil er nicht
durch die Preßform unter dem Kontaktbereich eingezwängt wird
und daher nicht von der Konfiguration des unteren Teils der
Übergangszone der Preßform abhängig ist. Natürlich wird die
Formhülse oder das Formelement 150 den oberen Rand des
Behälters 16 in den ringförmigen Schlitz richten, der zwischen der
Formhülse oder dem Formelement und dem reduzierten,
zylindrischen Abschnitt der Preßform 130 definiert ist. Mit anderen
Worten, das Formelement 150, das die Innenflächen des
Behälters 16 erfaßt, erfüllt eine Führungsfunktion oder eine
Formkontrollfunktion.
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Wie oben angedeutet, wird der eingehalste Teil zwischen dem
zylindrischen Halsabschnitt reduzierten Durchmessers und der
zylindrischen Seitenwand frei geformt, und seine Konfiguration
paßt sich nicht an die Übergangszone der Preßform an. Die
folgenden Tabellen illustrieren die Preßformabmessungen und das
Verformungsmaß, das bei jedem der Halsform-Arbeitsvorgänge
stattfindet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wurde ein 211 Aluminiumbehälter auf einen 206 Hals in
sechs Arbeitsvorgängen reduziert, wobei die folgenden
Preßformabmessungen verwendet wurden:
Tabelle I
Preßformabmessungen
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Diese Abmessungen sind die tatsächlichen Abmessungen in mm
(inches) und Grade, die bei der Übergangszone der Preßform
verwendet wurden, wobei A der Innenradius der ersten unteren
gekrümmten Segmentfläche, R der Radius der zweiten oberen
gekrümmten Segmentfläche und T der Winkel der
dazwischenliegenden verjüngten Fläche ist, während OR der Außenradius
des oberen Abschnitts der ersten gekrümmten Segmentfläche ist.
Diese Preßformen erzeugten einen Hals mit den folgenden
Abmessungen in mm (inches) und Graden:
Tabelle II
Dosenabmessungen
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wobei CA der Radius des ersten unteren gekrümmten Segmentes,
CR der Radius des zweiten oberen gekrümmten Segmentes, COR der
Außenradius des oberen Abschnitts des ersten gekrümmten
Segmentes und CT der Verjüngungswinkel zwischen den gekrümmten
Segmenten ist.
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Es ist ersichtlich, daß das zweite oder obere, gekrümmte
Segment CR, welches der obere Teil des eingehalsten Abschnitts
ist, erneut in jedem nachfolgenden Halsform-Arbeitsvorgang
verformt wird, während der verjüngte Teil vergrößert wird.
Gleichzeitig wird der Krümmungsradius des ersten gekrümmten
Segmentes CA während dieses nicht erneut positiv durch die
Preßform verformt wird, aufgrund einer freien Verformung
verändert, die sich aus den innewohnenden
Rückfederungseigenschaften des Metalls ergibt. Es ist anzumerken, daß die
Preßformen für die dritten und vierten Arbeitsvorgänge ebene,
verjüngte Oberflächen T haben, aber daß das verjüngte Wandsegment
CT nicht bis zu den fünften und sechsten
Halsform-Arbeitsvorgängen verformt wird. Es wird angenommen, daß
dies eher von
der freien Verformung des eingehalsten Teils, als von der
Anpassung des eingehalsten Teils an die Preßform herrührt. Der
Halsformvorgang verursacht eine Verdickung des Metalls, die in
der Nähe des oberen offenen Endes am größten ist, wo ein
Flansch geformt wird. Hierdurch wird der Flansch verstärkt,
und es werden Flanschbrüche auf ein Minimum reduziert.
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Der fertige 206-[60.34 mm (2-6/16 inches)] Hals an dem oberen
Ende einer 211-[68.26 mm (2-11/16 inches)] zylindrischen
Seitenwand des Behälters ist vergrößert in Fig. 14 dargestellt,
wobei ein erstes gekrümmtes Segment 280 an dem Ende der
zylindrischen Seitenwand 282 geformt wird, ein gerades, glattes,
ebenes, nach innen verjüngtes Segment 284 an dem Ende des
gekrümmten Segmentes 280 geformt wird und ein zweites,
gekrümmtes Segment 286 in den reduzierten, zylindrischen
Halsabschnitt 288 des Behälters übergeht. Bei der endgültigen
Form, die in Fig. 14 gezeigt ist, ist das erste oder untere,
gekrümmte Segment 280 im wesentlichen eine zusammengesetzte
Krümmung, die aus einem ersten, gekrümmten Segment mit einem
Innenradius R7 und einem zweiten gekrümmten Segment mit einem
Außenradius R8 besteht. Der Endradius R7 bei der beschriebenen
Ausführungsform beträgt vorzugsweise etwa 3.023 mm (0.119
inch), während der Außenradius R8 etwa 6.426 mm (0.253 inch)
beträgt. Das verjüngte, ebene Segment 284 bildet einen Winkel
A von etwa 20º ± 1 in bezug auf die Mittelachse des Behälters
ohne eine Ebene, die sich parallel zu der Seitenwand 282
erstreckt, während der Außenradius R9 des zweiten, gekrümmten
Segmentes etwa 9.423 mm (0.371 inch) beträgt.
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Ein nach außen gerichteter Flansch 290 wird dann an dem
reduzierten Hals mittels des Flanschformmodules 36 geformt, das
von der im U.S. Patent Nr. 3,983,729 beschriebenen Bauart sein
kann. Der durch das oben beschriebene Halsformverfahren
hergestellte Behälter besitzt einen erhöhten Berstwiderstand und
eine höhere Festigkeit, weil das Metall in dem Hals des
Behälters aufgrund der radialen Kompression des darin
enthaltenen
Metalls dicker ist.
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Der gemäß der Erfindung hergestellte Behälterhals weist auch
eine bessere symmetrische Geometrie auf, wenn er mit durch
Halsstrecken eingehalsten Behältern verglichen wird, die mit
Hilfe des derzeit bekannten, industriell angewandten
Halsstreckverfahrens hergestellt wurde, weil der Behälter frei von
in dem Hals während des Formdrückverfahrens hergestellten
Rillen ist. Der durch die Preßform eingehalste Behälter weist
auch eine geringere symmetrische Deformation sowie Flanschen
reduzierbarer Breite auf. Die durch die Preßform eingehalste,
glatte, verjüngte Wand ergibt einen größeren Stoßwiderstand
und eine höhere Knickfestigkeit im Vergleich zu Behältern,
deren Hals im Drückverfahren hergestellt ist.
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Das Halspreßformverfahren gemäß der Erfindung eliminiert auch
eine Zerstörung der Beschichtung oder des Etiketts, das
gewöhnlich aufgebracht wird, bevor der Halsformvorgang
durchgeführt wird. Der eingehalste Behälter ist auch frei von
irgendwelchen Kratzern im Gegensatz zu einem im Drückverfahren mit
einem Hals versehenen Behälter. Der glatte, verjüngte,
eingehalste Abschnitt kann auch als Bestandteil des Etiketts
verwendet werden.
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Ein geringfügig modifiziertes Halsprofil ist in den Fig. 19-21
dargestellt, wobei der eingehalste Teil des Halses eine
unterschiedliche Form gegenüber der in den Fig. 16-18 gezeigten
aufweist, um einen kürzeren Hals auf einem 211-[68.26 mm (2-
11/16 inches)] Behälter zu erzeugen, der dadurch eine
vergrößerte Füllkapazität erhält. Bei dieser Ausführungsform wird
ein 211-[68.26 mm (2-11/16 inches)] Behälter eingehalst bis
herunter zu einem 206-[60.34 mm (2-6/16 inches)] Durchmesser
in sechs Halsform-Arbeitsvorgängen, bei denen im wesentlichen
gleiche Reduktionen unter Verwendung von Halspreßformen und
Formkontrollorganen ähnlich denjenigen erzeugt werden, die
oben beschrieben sind, aber unterschiedliche Formen aufweisen.
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Die folgende Tabelle zeigt die Preßformabmessungen der sechs
Preßformen, die beim Formen eines Halses von 206-[60.34 mm (2-
6/16 inches)], der in Fig. 21 gezeigt ist, bis auf ein Maß von
211-[68.26 mm (2-11/16 inches)] eines Aluminiumbehälters,
wobei FSR der Radius des unteren gekrümmten Flächensegmentes der
Preßform SSR der Radius des oberen, gekrümmten
Flächensegmentes NSD der Durchmesser der Halsfläche mit reduziertem
Durchmesser und T ein Bezugswinkel der verjüngten Fläche zwischen
den beiden Segmenten ist, während S der Abstand zwischen den
Mittelpunkten der beiden Radien ist.
Tabelle III
Preßformabmessungen
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Fig. 19(a) bis 19(e) zeigen die radiale Kompression des Halses
bei jedem der Halsform-Arbeitsvorgänge, wobei das erste oder
untere, gekrümmte Segment durch das Bezugszeichen CFSR
bezeichnet ist, das obere oder zweite, gekrümmte Segment durch das
Bezugszeichen CSSR bezeichnet ist, wobei alle Angaben in inches
ausgedrückt sind, während der Verjüngungswinkel zwischen den
gekrümmten Segmenten durch das Bezugszeichen C in Graden
ausgedrückt ist.
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So ist die Konfiguration des Halses im ersten Halsformvorgang in
gestrichelter Linie in Fig. 19 (a) dargestellt, während die
durchgezogene Linie darin die Halsform nach dem zweiten
Halsformvorgang zeigt. Fig. 19 (b), 19 (c), 19 (d) und 19 (e) zeigen
die gleichen Abfolgen für die nächsten vier aufeinanderfolgenden
Halsformvorgänge, während die folgende Tabelle die
entsprechenden Behälterabmessungen in mm (inches) angibt:
Tabelle IV
Dosenabmessungen
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Der fertiggestellte, mit einem Hals und einem Flansch versehene
Behälter ist in Fig. 21 dargestellt und umfaßt eine zylindrische
Seitenwand 300 mit einem ersten oder unteren gekrümmten
Abschnitt 302, der einen Radius CFSR von etwa 5.842 mm (0.23 inch)
hat, der in einen nach innen gerichteten, glatten, verjüngten
Abschnitt 304 übergeht, welcher einen Winkel von 26º ± 2º
bildet. Das obere oder zweite, gekrümmte Segment 306 hat einen
Radius CSSR von etwa 7.62 mm (0.30 inch), das in den
reduzierten, zylindrischen Hals 307 übergeht, welcher den Flansch 308
aufweist, der an dem oberen Ende desselben geformt ist. Der
Abstand CS zwischen den Mittelpunkten der Radien der beiden
gekrümmten Segmente beträgt etwa 10.922 mm (0.43 inch).
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Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird das untere,
gekrümmte Segment in den sechs Einhalsformvorgängen minimal frei
verformt, während der obere Teil des eingehalsten Abschnitts,
der das zweite, gekrümmte Segment umfaßt, wiederholt verformt
und in den vorhergehend geformten Abschnitt integriert wird, um
das glatte, nach innen verjüngte, ebene Segment zwischen den
gekrümmten Segmenten des eingehalsten Abschnitts zu erzeugen.
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Der Hals des Behälters ist wiederum frei von irgendwelchen
Markierungen oder Kratzern, und der verjüngte Abschnitt kann als
Bestandteil des Etiketts verwendet werden, das üblicherweise auf
den Behälter vor dem Einhalsvorgang aufgebracht wird.
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Bei der in Fig. 19-21 gezeigten Ausführungsform wird das Formen
des Halses in gleichen Abstufungen in den sechs
Halsformvorgängen durchgeführt und das anfängliche Verformen desjenigen
Teils des Behälters, aus dem der Hals geformt wird, wurde
weggelassen. Indessen kann in bestimmten Fällen der in Verbindung
mit Fig. 6 beschriebene anfängliche Formvorgang angewandt
werden. Dies hängt in gewissem Ausmaß von dem Zustand der von dem
Einhalssystem aufgenommenen Behälter ab. Natürlich kann die
spezielle Form des verjüngten Teils des Halses auf irgendein
gewünschtes Profil durch eine einwandfreie Auswahl der
Preßformabmessungen und Arbeitsvorgänge verändert werden.
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Das System weist eine große Flexibilität auf, indem es einen
"211" [68.26 mm (2-11/16 inches)] Behälter bis auf einen "209"
[65.09 mm (2-9/16 inches)] Durchmesser, eine "207.5" -[62.71 mm
(2-(7.5)/16 inches)] Durchmesser eines "206" [60.34 mm (2-6/16
inches)] Durchmessers bloß durch Weglassen von Stationen
einhalsen kann. Beispielsweise kann ein Hals mit einem "209"
Durchmesser auf einem Behälter mit einem "211" Durchmesser unter
Verwendung von nur den ersten und zweiten Einhalsvorgängen
hergestellt werden, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind. Ein mit
einem Hals von "207.5" versehener Behälter kann mit den vier
Halspreßformen produziert werden, die in den Fig. 6-9
dargestellt sind, und es kann ein Behälter mit einem "206" Hals mit
den sechs Preßformen in den Fig. 6-11 hergestellt werden. Dies
kann in dem beschriebenen Halspreßformsystem durch Ersatz der
zweckentsprechenden Halsform-Steuerkurvensegmente durch
Haltekurvensegmente durchgeführt werden, wie es im U.S. Patent Nr.
4,519,232 erklärt ist. Wahlweise könnten die ausgewählten
Halsformstationsmodule, falls gewünscht, übergangen werden.
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Durch Verwendung von zwei zusätzlichen Modulen kann ein Hals mit
einem "204" Durchmesser unter Benutzung von zwei zusätzlichen
Halspreßformen produziert werden. Weitere Reduktionen bis auf
einen "202" oder einen "200" Durchmesser oder weniger können
unter Verwendung zusätzlicher Halspreßformen erzeugt werden.
Ebenso kann das System verwendet werden, um dreifach oder
vierfach eingehalste Abschnitte hervorzurufen, wie es im U.S. Patent
Nr. 4,519,232 beschrieben ist.
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Wie oben erwähnt, kann die Zahl der Halspreßformen variieren und
es kann das Reduktionsmaß bei jedem Arbeitsvorgang ohne
Abweichung von den Grundsätzen der Erfindung verändert werden.
Beispielsweise ist es möglich, eine "211" Dose auf einen Hals mit
einem "206" Durchmesser unter Verwendung von z. B. fünf
Preßform-Arbeitsgängen für das Einhalsen zu verwenden. Die Behälter,
die eingehalst werden, können anfänglich auch einen kleineren
Durchmesser von z. B. einen "209" oder kleineren Durchmesser
haben. Wenn ein Behälter mit einem "209" Durchmesser oder
kleineren Durchmesser eingehalst werden soll, werden die Preßformen
in den Einhalsmodulen verändert, um sie an die unterschiedliche
Größe der Behälter anzupassen und die gewünschten Reduktionen in
jedem der Einhalsmodule hervorzurufen.
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Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, ist es verständlich, daß verschiedene
Ausführungsformen ohne Abweichung von dem Schutzbereich der
nachstehend aufgeführten Patentansprüche vorgenommen werden können.